JP2004278421A - ディーゼルエンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】長期にわたる使用に際しても安定した性能および出力が得られる信頼性の高い制御装置を提供する。
【解決手段】可変容量型ターボ過給機７からインタークーラ９を経てエンジン１に供給される給気の圧力を検出するブーストセンサ１２およびＥＧＲ通路４に設けたＥＧＲバルブ６の上下流間の圧力差を検出する差圧センサ１３を設ける。ブーストセンサ１２の出力信号に基いて可変容量型ターボ過給機７を可変制御して給気量を最適制御する手段と、ブーストセンサ１２および差圧センサ１３の出力信号に基いてＥＧＲバルブ６の開度を可変制御してＥＧＲ量を最適制御する手段を設けたことにより、制御装置を単純化することができるとともに、制御装置の耐久性および信頼性を大幅に改善することができるようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】可変容量型ターボ過給機７からインタークーラ９を経てエンジン１に供給される給気の圧力を検出するブーストセンサ１２およびＥＧＲ通路４に設けたＥＧＲバルブ６の上下流間の圧力差を検出する差圧センサ１３を設ける。ブーストセンサ１２の出力信号に基いて可変容量型ターボ過給機７を可変制御して給気量を最適制御する手段と、ブーストセンサ１２および差圧センサ１３の出力信号に基いてＥＧＲバルブ６の開度を可変制御してＥＧＲ量を最適制御する手段を設けたことにより、制御装置を単純化することができるとともに、制御装置の耐久性および信頼性を大幅に改善することができるようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は外部ＥＧＲおよび可変容量型ターボ過給機および外部ＥＧＲ装置を備えたディーゼルエンジンの制御装置に係り、特に、耐久性に優れた制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外部ＥＧＲおよびインタークーラを備えた可変容量型ターボインタークーラ付のディーゼルエンジンの制御装置において、従来ではホットワイヤ式等で代表されるエアフローセンサの出力に基いて可変容量型ターボ過給機およびＥＧＲバルブをフィードバック制御して給気量およびＥＧＲ量を最適制御することが多かった（例えば、特許文献などを参照）。
【０００３】
しかしながら、例えばホットワイヤ式エアフローセンサは、長時間の使用によるホットワイヤの切断、ホットワイヤへの異物の堆積などにともなう性能劣化および出力変化が懸念されるために、耐用期間が長期にわたる大型車用エンジンの制御装置としては適切であるとはいえなかった。
【０００４】
【特許文献】
特開２００１−１０７７３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、長期にわたる使用に際しても安定した性能および出力が得られる信頼性の高い制御装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、外部ＥＧＲおよびインタークーラを備えた可変容量型ターボ過給機付のディーゼルエンジンにおいて、可変容量型ターボ過給機からインタークーラを経てエンジンに供給される給気の圧力を検出するブーストセンサおよびＥＧＲ通路に設けたＥＧＲバルブの上下流間の圧力差を検出する差圧センサを設けている。そして、前記ブーストセンサの出力信号に基いて可変容量型ターボ過給機を可変制御して給気量を最適制御する手段と、前記ブーストセンサおよび差圧センサの出力信号に基いて前記ＥＧＲバルブの開度を可変制御してＥＧＲ量を最適制御する手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【０００８】
図１において、ディーゼルエンジン１にはエキゾーストマニホールド２から分岐してインテークマニホールド３に至るＥＧＲ通路４を設け、このＥＧＲ通路４の途中にＥＧＲクーラ５を設けている。そして、ＥＧＲクーラ５より下流のＥＧＲ通路４にＥＧＲバルブ６を設けることにより、排気の一部を不活性ガスとして燃焼室に還流させる外部ＥＧＲを構成している。
【０００９】
また、上記エンジン１には排気により駆動される可変容量型のターボ過給機７を設けることにより、エアクリーナ８で濾過された空気を圧縮してインテークマニホールド３を経て燃焼室に供給するようにしている。９は可変容積型ターボ過給機７のコンプレッサ７ａからインテークマニホールド３に至る給気通路１０に設けたインタークーラ、７ｂは可変容積型ターボ過給機７のタービン、１１はマフラである。
【００１０】
前記インタークーラ９より下流の給気通路１０には、インテークマニホールド３に供給される給気の圧力を検出するブーストセンサ１２を設ける一方、ＥＧＲバルブ６の上下流間の圧力差を検出する差圧センサ１３を設けている。そして、前記ＥＧＲバルブ６および可変容量型ターボ過給機７の制御手段として設けたコントロールユニット１４にブーストセンサ１２および差圧センサ１３の出力信号を供給することにより、ＥＧＲ量および給気量を最適制御するようにしている。なお、コントロールユニット１４には上記両センサ１２、１３の出力信号の他に、アクセル開度、エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量ｑに関連する信号などが制御情報として供給される。
【００１１】
コントロールユニット１４は、例えば図２に示したフローチャートに従ってＥＧＲバルブ６および可変容量型ターボ過給機７を最適制御する。
【００１２】
すなわち、ステップＳ１においてエンジン１が過渡運転されているか否かを判定する。この過渡判定は、単位時間当りの燃料噴射量ｑの増加量が予め定めた基準値より大きいか否かによって判定されるものであり、単位時間当りの燃料噴射量ｑの増加量が基準値より大きいときは過渡運転であると判断してステップＳ２に進んでＥＧＲバルブ６に閉弁信号を出力するとともに、可変容量型ターボ過給機７のノズルに全開信号を出力して過渡運転時間の短縮を図る。
【００１３】
なお、ステップＳ３では上記ステップＳ２の処理から所定時間ｔｃが経過したか否かを判定し、所定の時間ｔｃが経過していない場合はステップＳ２に戻って再びＥＧＲバルブ６に閉弁信号を出力するとともに、可変容量型ターボ過給機７のノズルに全開信号を出力する。
【００１４】
ステップＳ１において過渡運転ではないと判定された場合およびステップＳ３において所定の時間が経過して過渡状態を脱出したと判断した場合は、ステップＳ４に進む。
【００１５】
ステップＳ４においては、アクセル開度、エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量ｑなどに基いてその時点でのエンジン運転状況に最適の目標ブースト圧をマップから読み出し、ブーストセンサ１２から出力された信号に基づく実際のブースト圧Ｐｂをフィードバック信号として用いて可変容量型ターボ過給機７のノズル開度を可変制御してブースト圧を最適制御する。
【００１６】
また、ステップＳ５においては、上記のようにして得られたブースト圧ＰｂおよびＥＧＲバルブ６の上下流間の差圧ΔＰに対応するＥＧＲバルブ開度をマップから読み出し、ＥＧＲバルブ６の開度を最適制御してステップＳ６に進む。
【００１７】
ステップＳ６においては、ＥＧＲガスの還流後のブースト圧Ｐｂが目標ブースト圧の許容範囲内であるか否かを判定し、許容範囲内であればステップＳ１に戻って再び過渡運転の判定を行うが、ＥＧＲガスの還流後のブースト圧Ｐｂが目標ブースト圧の許容範囲を超えていると判断した場合はステップＳ４に戻って再びブースト圧の調整を行い、最終的にブースト圧（給気量）およびＥＧＲ量を常に最適制御する。
【００１８】
すなわち、従来ではエアフローセンサの出力信号に基いてエンジンの給気量を算出し、この算出結果に基いてＥＧＲバルブの開度を一義的に定めていたために、エアフローセンサの耐久性が問題となり、あるいは、ＥＧＲバルブ開度が同一であってもブースト圧の変化にともなって実際のＥＧＲ量が変化するために、制御性度を必ずしも高くすることができないという不具合があった。
【００１９】
しかしながら、本実施形態のようにブースト圧とＥＧＲバルブの上下流間の差圧に基いて可変容量型ターボ過給機のノズル開度およびＥＧＲバルブの開度を可変制御するようにした場合は、耐久性および信頼性の高い圧力センサを用いることで実際の給気量およびＥＧ量をそれぞれ最適制御することができるために、制御装置の耐久性および信頼性をともに高くすることができる。
【００２０】
上記実施形態ではＥＧＲバルブ６の直上流と直下流のＥＧＲガスの圧力を直接的に比較して差圧を求める差圧センサ１３を設けているが、ＥＧＲバルブ６の下流側の圧力としてブースト圧を代用することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、ブースト圧センサおよび差圧センサの出力信号に基いてブースト圧およびＥＧＲバルブ開度を制御するようにしたものであるから、制御装置を単純化することができるとともに、制御装置の耐久性および信頼性を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示したコントロールユニットでの制御過程を例示するフローチャートである。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン
２ エキゾーストマニホールド
３ インテークマニホールド
４ ＥＧＲ通路
５ ＥＧＲクーラ
６ ＥＧＲバルブ
７ 可変容量型ターボ過給機
８ エアクリーナ
９ インタークーラ
１２ ブーストセンサ
１３ 差圧センサ
１４ コントロールユニット
【発明の属する技術分野】
本発明は外部ＥＧＲおよび可変容量型ターボ過給機および外部ＥＧＲ装置を備えたディーゼルエンジンの制御装置に係り、特に、耐久性に優れた制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
外部ＥＧＲおよびインタークーラを備えた可変容量型ターボインタークーラ付のディーゼルエンジンの制御装置において、従来ではホットワイヤ式等で代表されるエアフローセンサの出力に基いて可変容量型ターボ過給機およびＥＧＲバルブをフィードバック制御して給気量およびＥＧＲ量を最適制御することが多かった（例えば、特許文献などを参照）。
【０００３】
しかしながら、例えばホットワイヤ式エアフローセンサは、長時間の使用によるホットワイヤの切断、ホットワイヤへの異物の堆積などにともなう性能劣化および出力変化が懸念されるために、耐用期間が長期にわたる大型車用エンジンの制御装置としては適切であるとはいえなかった。
【０００４】
【特許文献】
特開２００１−１０７７３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、長期にわたる使用に際しても安定した性能および出力が得られる信頼性の高い制御装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、外部ＥＧＲおよびインタークーラを備えた可変容量型ターボ過給機付のディーゼルエンジンにおいて、可変容量型ターボ過給機からインタークーラを経てエンジンに供給される給気の圧力を検出するブーストセンサおよびＥＧＲ通路に設けたＥＧＲバルブの上下流間の圧力差を検出する差圧センサを設けている。そして、前記ブーストセンサの出力信号に基いて可変容量型ターボ過給機を可変制御して給気量を最適制御する手段と、前記ブーストセンサおよび差圧センサの出力信号に基いて前記ＥＧＲバルブの開度を可変制御してＥＧＲ量を最適制御する手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【０００８】
図１において、ディーゼルエンジン１にはエキゾーストマニホールド２から分岐してインテークマニホールド３に至るＥＧＲ通路４を設け、このＥＧＲ通路４の途中にＥＧＲクーラ５を設けている。そして、ＥＧＲクーラ５より下流のＥＧＲ通路４にＥＧＲバルブ６を設けることにより、排気の一部を不活性ガスとして燃焼室に還流させる外部ＥＧＲを構成している。
【０００９】
また、上記エンジン１には排気により駆動される可変容量型のターボ過給機７を設けることにより、エアクリーナ８で濾過された空気を圧縮してインテークマニホールド３を経て燃焼室に供給するようにしている。９は可変容積型ターボ過給機７のコンプレッサ７ａからインテークマニホールド３に至る給気通路１０に設けたインタークーラ、７ｂは可変容積型ターボ過給機７のタービン、１１はマフラである。
【００１０】
前記インタークーラ９より下流の給気通路１０には、インテークマニホールド３に供給される給気の圧力を検出するブーストセンサ１２を設ける一方、ＥＧＲバルブ６の上下流間の圧力差を検出する差圧センサ１３を設けている。そして、前記ＥＧＲバルブ６および可変容量型ターボ過給機７の制御手段として設けたコントロールユニット１４にブーストセンサ１２および差圧センサ１３の出力信号を供給することにより、ＥＧＲ量および給気量を最適制御するようにしている。なお、コントロールユニット１４には上記両センサ１２、１３の出力信号の他に、アクセル開度、エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量ｑに関連する信号などが制御情報として供給される。
【００１１】
コントロールユニット１４は、例えば図２に示したフローチャートに従ってＥＧＲバルブ６および可変容量型ターボ過給機７を最適制御する。
【００１２】
すなわち、ステップＳ１においてエンジン１が過渡運転されているか否かを判定する。この過渡判定は、単位時間当りの燃料噴射量ｑの増加量が予め定めた基準値より大きいか否かによって判定されるものであり、単位時間当りの燃料噴射量ｑの増加量が基準値より大きいときは過渡運転であると判断してステップＳ２に進んでＥＧＲバルブ６に閉弁信号を出力するとともに、可変容量型ターボ過給機７のノズルに全開信号を出力して過渡運転時間の短縮を図る。
【００１３】
なお、ステップＳ３では上記ステップＳ２の処理から所定時間ｔｃが経過したか否かを判定し、所定の時間ｔｃが経過していない場合はステップＳ２に戻って再びＥＧＲバルブ６に閉弁信号を出力するとともに、可変容量型ターボ過給機７のノズルに全開信号を出力する。
【００１４】
ステップＳ１において過渡運転ではないと判定された場合およびステップＳ３において所定の時間が経過して過渡状態を脱出したと判断した場合は、ステップＳ４に進む。
【００１５】
ステップＳ４においては、アクセル開度、エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量ｑなどに基いてその時点でのエンジン運転状況に最適の目標ブースト圧をマップから読み出し、ブーストセンサ１２から出力された信号に基づく実際のブースト圧Ｐｂをフィードバック信号として用いて可変容量型ターボ過給機７のノズル開度を可変制御してブースト圧を最適制御する。
【００１６】
また、ステップＳ５においては、上記のようにして得られたブースト圧ＰｂおよびＥＧＲバルブ６の上下流間の差圧ΔＰに対応するＥＧＲバルブ開度をマップから読み出し、ＥＧＲバルブ６の開度を最適制御してステップＳ６に進む。
【００１７】
ステップＳ６においては、ＥＧＲガスの還流後のブースト圧Ｐｂが目標ブースト圧の許容範囲内であるか否かを判定し、許容範囲内であればステップＳ１に戻って再び過渡運転の判定を行うが、ＥＧＲガスの還流後のブースト圧Ｐｂが目標ブースト圧の許容範囲を超えていると判断した場合はステップＳ４に戻って再びブースト圧の調整を行い、最終的にブースト圧（給気量）およびＥＧＲ量を常に最適制御する。
【００１８】
すなわち、従来ではエアフローセンサの出力信号に基いてエンジンの給気量を算出し、この算出結果に基いてＥＧＲバルブの開度を一義的に定めていたために、エアフローセンサの耐久性が問題となり、あるいは、ＥＧＲバルブ開度が同一であってもブースト圧の変化にともなって実際のＥＧＲ量が変化するために、制御性度を必ずしも高くすることができないという不具合があった。
【００１９】
しかしながら、本実施形態のようにブースト圧とＥＧＲバルブの上下流間の差圧に基いて可変容量型ターボ過給機のノズル開度およびＥＧＲバルブの開度を可変制御するようにした場合は、耐久性および信頼性の高い圧力センサを用いることで実際の給気量およびＥＧ量をそれぞれ最適制御することができるために、制御装置の耐久性および信頼性をともに高くすることができる。
【００２０】
上記実施形態ではＥＧＲバルブ６の直上流と直下流のＥＧＲガスの圧力を直接的に比較して差圧を求める差圧センサ１３を設けているが、ＥＧＲバルブ６の下流側の圧力としてブースト圧を代用することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、ブースト圧センサおよび差圧センサの出力信号に基いてブースト圧およびＥＧＲバルブ開度を制御するようにしたものであるから、制御装置を単純化することができるとともに、制御装置の耐久性および信頼性を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るディーゼルエンジンの制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示したコントロールユニットでの制御過程を例示するフローチャートである。
【符号の説明】
１ ディーゼルエンジン
２ エキゾーストマニホールド
３ インテークマニホールド
４ ＥＧＲ通路
５ ＥＧＲクーラ
６ ＥＧＲバルブ
７ 可変容量型ターボ過給機
８ エアクリーナ
９ インタークーラ
１２ ブーストセンサ
１３ 差圧センサ
１４ コントロールユニット
Claims (1)
- 外部ＥＧＲおよびインタークーラを備えた可変容量型ターボ過給機付のディーゼルエンジンにおいて、可変容量型ターボ過給機７からインタークーラ９を経てエンジン１に供給される給気の圧力を検出するブーストセンサ１２およびＥＧＲ通路４に設けたＥＧＲバルブ６の上下流間の圧力差を検出する差圧センサ１３と、前記ブーストセンサ１２の出力信号に基いて可変容量型ターボ過給機７を可変制御して給気量を最適制御する手段と、前記ブーストセンサ１２および差圧センサ１３の出力信号に基いて前記ＥＧＲバルブ６の開度を可変制御してＥＧＲ量を最適制御する手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンのＥＧＲ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003071515A JP2004278421A (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | ディーゼルエンジンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003071515A JP2004278421A (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | ディーゼルエンジンの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004278421A true JP2004278421A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33287939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003071515A Pending JP2004278421A (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | ディーゼルエンジンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004278421A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007255219A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のｅｇｒ制御装置 |
| JP2017020362A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
2003
- 2003-03-17 JP JP2003071515A patent/JP2004278421A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007255219A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | 内燃機関のｅｇｒ制御装置 |
| JP2017020362A (ja) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050412 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070821 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080115 |